Узел соединения деталей конструкций из композиционного материала слоистой структуры с волокнистым наполнителем Советский патент 1991 года по МПК B64C3/26 F16B5/02 

Изобретение относится к машиностроению и может быть применено в самолетах и ракетах, при соединении элементов конструкций, например, обшивок панелей, выполненных из композиционного материала слоистой структуры с волокнистым наполнителем.

Известны соединения деталей из композиционного материала слоистой структуры, армированные в местах соединения металлической фольгой.

Несущая /способность армированных соединений повышается за счет увеличения прочности композиционного материала на смятие, но она все же ограничена сдвиговой прочностью материала матрицы, так как в этом случае часть нагрузки, воспринимаемой фольгой, должна передаваться сдвигом матрицы на наполнитель композиционного материала. Для получения требуемой несущей способности необходимо увеличивать площадь склеивания с фольгой, что влечет за собой увеличение веса соединения.

Цель изобретения -уменьшение веса и повышение несущей способности соединений деталей из слоистых композиционных материалов с волокнистым наполнителем.

Для осуществления этой цели в местах соединения у стыкуемых деталей наполнитель во всех слоях или в части слоев выполнен в виде листов, переходящих за пределами соединения в волокнистый наполнитель, причем материал листо-волокнистого наполнителя один и тот же.

На чертеже изображено соединение обшивок панелей из слоистого композиционного материала, у которого наполнителем могут быть металлическая проволока, капронОвая нить и др., а матрицей - смола.

Обшивки 1 и 2 соединены между собой через металлические накладки 3 болтами 4. В обшивке 1 условно изображена слоистая структура композиционного материала, причем одна часть слоев обшивки 1 имеет в качестве наполнителя волокна 6, а другая часть 1 - такой же волокнистый наполнитель, но выполненный в месте соединения в виде сплошного листа 8. За пределами соединения обшивок 1, 2 лист постепенно переходит в волокна 9, при этом все слои связаны между собой смолой 10.

Передача нагрузки в плоскости обшивок 1 и 2 от одной к другой ocyщecтвляetcя

через накладки 3 и болты 4 смятием боковых поверхностей отверстий 11 обшивок. Далее нагрузка в каждой обшивке распределяется между слоями 5 и 7 в соответствии с их несущей способностью. Силовыми элементами слоев в местах соединения деталей являются волокна 6 и лист 8. В слоях 5 по отверстиям 11 волокна 6 композиционного материала перерезаны, поэтому нагрузка воспринимается, в основном, смятием смолы и передается сдвигом смолы на волокна. В слоях 7 нагрузка воспринимается смятием материала листа, а затем передается сдвигом материала листа непосредственно на волокна, минуя смолу композиционного ма-, териала. Прочность листа значительно выше прочности смолы. Это и обусловливает повышение несущей способности предлагаемого соединения и уменьшение его веса по сравнению с известными.

УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА СЛОИСТОЙ СТРУКТУРЫ СВОЛОКНИСТЫМ НАПОЛНИТЕЛЕМ, содержащий собственно стыкуемые детали, например, обшивки панелей, металлические накладки и элементы крепежа, отличающийся тем, что, с целью увеличения его несущей способности и уменьшения веса, в месте соединения у стыкуемых деталей наполнитель выполнен в виде листов, переходящих за пределы соединения в волокна.